glonucsecГлобальная ядерная безопасностьGlobal Nuclear Safety2305-414X2499-9733National Research Nuclear University "MEPhI"10.26583/GNS-2020-04-10glonucsec-60Research ArticleЭКСПЛУАТАЦИЯ ОБЪЕКТОВ АТОМНОЙ ОТРАСЛИOPERATION OF FACILITIES NUCLEAR INDUSTRYТОЛЕРАНТНОЕ ТОПЛИВО ДЛЯ РЕАКТОРОВ ВВЭР-1200 С ВЫСОКОЙ ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬЮTolerant Fuel for WWER-1200 Reactors with High Thermal Conductivityhttps://orcid.org/0000-0002-8213-1455АльхмудА. З.AlhmoudA. Z.ahmad_homoud@yahoo.comКругловВ. Б.KruglovV. B.vbkruglov@mephi.ruТанашХ. А.TanashH. A.tanash_hamza@yahoo.comНациональный исследовательский ядерный университет «МИФИ»National Research Nuclear University «MEPhI»2020011220200497102Copyright © Альхмуд А.З., Круглов В.Б., Танаш Х.А., 20222022Альхмуд А.З., Круглов В.Б., Танаш Х.А.Alhmoud A.Z., Kruglov V.B., Tanash H.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://glonucsec.elpub.ru/jour/article/view/60

Основной фактор разрушения твэлов в авариях с потерей теплоносителя связан с пароциркониевой реакцией, протекающей между оболочкой твэла и теплоносителем (водой). Повышение надежности тепловыделяющих элементов можно получить модификацией или заменой топливной оболочки, на материалы не вступающие во взаимодействие с теплоносителем при нормальной эксплуатации и в аварийных ситуациях. Повышение надежности и экономических характеристик ЯЭУ возможна при замене диоксида урана на делящиеся композиции с большим содержанием делящихся изотопов и с большей теплопроводностью. Эти два положения образуют концепцию ATF (толерантного топлива). Рассмотрены варианты создания толерантного топлива. Для ядерно-энергетических установок с реакторами ВВЭР рассмотрены варианты модернизации оболочек и делящихся композиций.

The main factor of destruction of fuel rods in accidents with loss of coolant is associated with the vapor-zirconium reaction occurring between the fuel rod shell and the coolant (water). Improving the reliability of fuel cells can be obtained by modifying or replacing the fuel shell, materials that do not interact with the coolant during normal operation and in emergency situations. Increasing the reliability and economic characteristics of nuclear power plants is possible by replacing uranium dioxide with fissile compositions with a high content of fissile isotopes and with greater thermal conductivity. These two provisions form the concept of ATF (tolerant fuel). Variants of creation of tolerant fuel are considered., variants of modernization of shells and fissile compositions are studied for nuclear power plants with WWER reactors.

толерантное топливотеплопроводностьвысокая температурадиоксид уранацирконийаварий с потерей теплоносителя связан с пароциркониевой реакциейtolerant fuelthermal conductivityhigh temperatureuranium dioxidezirconiumaccidents with loss of coolant associated with water reactionReferencesСавченко, А. Толерантное топливо для реакторов типа ВВЭР / А. Савченко. - 01.02.2016. - URL : http://www.proatom.ru/modules.php?name=News&file=article&sid=6531&mode=thread &order=0&thold=0.Савченко, А. Толерантное топливо для реакторов типа ВВЭР / А. Савченко. - 01.02.2016. - URL : http://www.proatom.ru/modules.php?name=News&file=article&sid=6531&mode=thread &order=0&thold=0.АЭС с реактором типа ВВЭР-1000 / С. А. Андрушечко [и др.]. - Москва : Логос, 2010. - 604 с.АЭС с реактором типа ВВЭР-1000 / С. А. Андрушечко [и др.]. - Москва : Логос, 2010. - 604 с.Zhou, W. Enhanced thermal conductivity accident tolerant fuels for improved reactor safety. A comprehensive review. Annals of Nuclear Energy. 2018. Т. 119. Р. 66-86.Zhou, W. Enhanced thermal conductivity accident tolerant fuels for improved reactor safety. A comprehensive review. Annals of Nuclear Energy. 2018. Т. 119. Р. 66-86.Westinghouse «Accident-tolerant fuel», Cranberry Township, Pennsylvania 16066. - URL : https://www.nrc.gov/docs/ML1826/ML18261A203.pdf.Westinghouse «Accident-tolerant fuel», Cranberry Township, Pennsylvania 16066. - URL : https://www.nrc.gov/docs/ML1826/ML18261A203.pdf.Jopek, H. and Strek, T. Optimization of the effective thermal conductivity of a composite. Convection and Conduction Heat Transfer, 2011, P. 197-214. - URL : https://books.google.jo/books?hl= en&lr=&id=XoqfDwAAQBAJ&oi=fnd&pg=PA197&dq=5.%09Jopek,+H.,+%26+Strek,+T.+(2011).+Optimization+of+the+effective+thermal+conductivity+of+a+composite.+Convection+and+Conduction+Heat+Transfer,+&ots=2TzHH2xYij&sig=SLuLap70nQI2Os8NzU5p6iY0XvM&redir_esc=y#v=onepage&q&f=false.Jopek, H. and Strek, T. Optimization of the effective thermal conductivity of a composite. Convection and Conduction Heat Transfer, 2011, P. 197-214. - URL : https://books.google.jo/books?hl= en&lr=&id=XoqfDwAAQBAJ&oi=fnd&pg=PA197&dq=5.%09Jopek,+H.,+%26+Strek,+T.+(2011).+Optimization+of+the+effective+thermal+conductivity+of+a+composite.+Convection+and+Conduction+Heat+Transfer,+&ots=2TzHH2xYij&sig=SLuLap70nQI2Os8NzU5p6iY0XvM&redir_esc=y#v=onepage&q&f=false.Pietra, K., Wisniewski, Tomasz S. A review of models for effective thermal conductivity of composite materials, Journal of Power Technologies, 95(1), 2015, P. 14-24. - URL : http://papers.itc.pw.edu.pl/index.php/JPT/article/viewFile/463/637.Pietra, K., Wisniewski, Tomasz S. A review of models for effective thermal conductivity of composite materials, Journal of Power Technologies, 95(1), 2015, P. 14-24. - URL : http://papers.itc.pw.edu.pl/index.php/JPT/article/viewFile/463/637.White, J. T., Nelson, A. T., Dunwoody J. T., Byler, D. D., Safarik, D. J., McClellan, K. J. Journal of Nuclear Materials, V. 464, September 2015, P. 275-280. - URL : http://dx.doi.org/10.1016 /j.jnucmat.2015.04.031.White, J. T., Nelson, A. T., Dunwoody J. T., Byler, D. D., Safarik, D. J., McClellan, K. J. Journal of Nuclear Materials, V. 464, September 2015, P. 275-280. - URL : http://dx.doi.org/10.1016 /j.jnucmat.2015.04.031.Touloukian, Y. S., Powell, R. W., Ho, C. Y., Klemens, P. G. Thermophysical Properties of Matter. IFI/Plenum, New York, 1970. - URL : https://www.scirp.org/(S(czeh2tfqyw2orz553k1w0r45))/ reference/ReferencesPapers.aspx?ReferenceID=1168992.Touloukian, Y. S., Powell, R. W., Ho, C. Y., Klemens, P. G. Thermophysical Properties of Matter. IFI/Plenum, New York, 1970. - URL : https://www.scirp.org/(S(czeh2tfqyw2orz553k1w0r45))/ reference/ReferencesPapers.aspx?ReferenceID=1168992.Алексеев, С. В., Зайцев, В. А., Толстоухов, С. С. Дисперсионное ядерное топливо / С. В. Алексеев, В. А. Зайцев, С. С. Толстоухов. - Москва : ТЕХНОСФЕРА, 2015. - 248 c.Алексеев, С. В., Зайцев, В. А., Толстоухов, С. С. Дисперсионное ядерное топливо / С. В. Алексеев, В. А. Зайцев, С. С. Толстоухов. - Москва : ТЕХНОСФЕРА, 2015. - 248 c.Savchenko, A. M., Konovalov, Y. V., Laushkin, A. V., Yuferov, O. I. Low-melting zirconium alloys. Letters on Materials, 2017, 7(3), Р. 229-233.Savchenko, A. M., Konovalov, Y. V., Laushkin, A. V., Yuferov, O. I. Low-melting zirconium alloys. Letters on Materials, 2017, 7(3), Р. 229-233.Iwasaki, K., Matsui, Т., Yanai, K., Yuda, R., Arita, Y., Nagasaki, T., Yokoyama, N., Tokura, I., Une, K., Harada, K. Effect of Gd2 O3 Dispersion on the Thermal Conductivity of UO2. Journal of Nuclear Science and Technology, 2009, Р. 673-676.Iwasaki, K., Matsui, Т., Yanai, K., Yuda, R., Arita, Y., Nagasaki, T., Yokoyama, N., Tokura, I., Une, K., Harada, K. Effect of Gd2 O3 Dispersion on the Thermal Conductivity of UO2. Journal of Nuclear Science and Technology, 2009, Р. 673-676.Самойлов, О. Б. Безопасность ядерных энергетических установок / О. Б. Самойлов, Г. Б. Усынин, А. М. Бахметьев. - Москва : Энергоатомиздат, 1989. - 278 с.Самойлов, О. Б. Безопасность ядерных энергетических установок / О. Б. Самойлов, Г. Б. Усынин, А. М. Бахметьев. - Москва : Энергоатомиздат, 1989. - 278 с.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.